Новое исследование, проведенное Джейми Мартом, директором Центра наномедицины Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и профессором Медицинского исследовательского института Сэнфорд-Бернхэм, сообщает о новом методе увеличения выживаемости при сепсисе. Результаты публикуются сегодня в Трудах Национальной академии наук.
Основываясь на более ранней работе, в которой команда Марта раскрыла биологическое назначение рецептора Эшвелла-Морелла (AMR) в печени, новое открытие не только описывает защитный механизм AMR, но и намечает способ его использования в терапевтических целях. Сепсис часто вызывает повсеместное свертывание крови и тромбоз, что может привести к органной недостаточности и смерти.
Исследователи обнаружили, что AMR защищает хозяина за счет быстрого удаления протромботических компонентов, обычно присутствующих в кровотоке, включая тромбоциты и специфические факторы свертывания крови, которые способствуют образованию тромбов. Исследование проясняет этот механизм функции AMR в смягчении летальных последствий чрезмерной свертываемости крови и тромбоза при сепсисе.
Ключевым моментом является нейраминидаза, фермент, который присутствует во многих патогенных микроорганизмах, таких как Streptococcus pneumoniae, бактерия, использованная в этом исследовании, которая остается одной из пяти основных причин смерти во всем мире. Патогены используют нейраминидазу для проникновения в клетки, но как только патоген попадает в кровоток, фермент затем реконструирует поверхность тромбоцитов и других гликопротеинов в кровотоке.
Это ремоделирование дает сигнал AMR удалить эти тромбоциты и факторы свертывания крови, прежде чем они смогут способствовать летальной коагулопатии сепсиса.
«Это высококонсервативный защитный механизм, никогда ранее не выявленный», — сказал Март, который также является профессором углеродной биохимии и молекулярной биологии и профессором Меллихэмпа системной биологии в UCSB. "Хозяин развивал этот защитный механизм на протяжении миллионов лет, чтобы компенсировать смертельное воздействие патогена на нашу систему свертывания крови."
Ученые задались вопросом, что произойдет, если они смогут предварительно активировать и усилить функцию AMR на ранних этапах сепсиса. Чтобы ответить на этот вопрос, они заразили мышей Streptococcus pneumoniae, а затем дали им однократную дозу нейраминидазы. «Мы смогли увеличить выживаемость вдвое», — сказал Март. "Это замечательно, и поскольку мы видим тот же самый механизм, действующий при сепсисе человека, есть волнение по поводу того, что этот подход может спасти миллионы жизней."
Выявляя детали защитного механизма AMR, Март и его коллеги узнали, что рецептор обладает способностью выборочно идентифицировать и удалять определенные компоненты крови, которые могут нанести вред хозяину, если они способствуют свертыванию крови при сепсисе.
Хотя некоторые ученые предполагают, что исследования сепсиса у нечеловеческих видов можно получить мало, исследование группы Марта раскрывает механизм защиты хозяина, который сохраняется в процессе эволюции млекопитающих и которым можно легко манипулировать. Тот факт, что этот механизм незаметен для изучения геномных вариаций и экспрессии генов, может объяснить, почему другие не открыли его раньше. "Большая часть биомедицинских исследований сосредоточена на гене.
В нашем исследовании ключ кроется в изучении метаболизма ", — пояснил Март.
«Поскольку похоже, что такой же защитный механизм существует и у людей, инвесторы уже связались с нами по поводу перехода к клиническим испытаниям», — сказал Март. «По оценкам, от 50 до 100 миллионов человек во всем мире ежегодно болеют сепсисом, и теперь мы можем представить себе простое эффективное лечение, состоящее из неохлажденного фермента, смешанного с физиологическим раствором, помещенного в шприц и вводимого внутривенно. Это может привести к спасению жизней людей в развитых и неразвитых странах."